Prvá klimatizácia bola použitá v newyorskom Brooklyne v roku 1902

Pre brooklynskú tlačiareň ju skonštruoval mladý inžinier Willis Haviland Carrier. Z New Yorku sa klimatizácia rozšírila do celého sveta.

Dnes si už pomaly nevieme predstaviť, ako by sme bez nej prežili letné horúčavy, ktoré nám posledné roky komplikujú život. Kým pred desiatimi rokmi sme si tento vynález spájali skôr s južne situovanými krajinami, v súčasnosti sa stáva nevyhnutnosťou aj v našich zemepisných šírkach. Reč je o klimatizácii.

Rastúce teploty ovplyvňujú nielen výkonnosť a pohodu človeka, ale i spoľahlivú prevádzku technických zariadení. Mnohé priemyselné procesy, elektronické systémy či výrobné technológie sú závislé od presne kontrolovanej teploty a vlhkosti. Práve potreba zabezpečiť stabilné podmienky vo výrobe stála pri zrode modernej klimatizácie.

Prvý moderný klimatizačný systém, ktorý vznikol pred viac ako storočím, nebol určený na ochladzovanie ľudí, ale na riešenie technologického problému v newyorskej tlačiarni. Cieľom bolo znížiť vlhkosť vzduchu, aby sa papier nedeformoval a tlač bola kvalitná a presná.

Horúce leto v Brooklyne

Príbeh klimatizácie sa začal písať v roku 1902 v newyorskom Brooklyne. Na tie časy mimoriadne horúci júl (v najteplejší deň sa ortuť na teplomere vyšplhala na 32,2 stupňa Celzia) dával zabrať nielen obyvateľom New Yorku. Horúčava komplikovala aj prácu v tlačiarni Sackett & Wilhelms v mestskej časti New Yorku na pravom brehu rieky East River. Tlačiarenské stroje stáli, pretože podnik nedokázal zabezpečiť inak bezchybnú kvalitu svojich výtlačkov. Kolísajúca vlhkosť vzduchu spôsobovala, že sa papier vlnil a obrysy sa rozmazávali. Chyby v tlači sa množili.

Riaditeľ tlačiarne preto oslovil strojársku spoločnosť Buffalo Forge Company s naliehavou prosbou, aby im poslali niekoho, kto si poradí s problematickou vlhkosťou vzduchu.

Firma vyslala do terénu mladého 25-ročného inžiniera Willisa Havilanda Carriera, ktorý len rok predtým získal inžiniersky titul na Cornellovej univerzite. Ten problém nielen vyriešil, ale položil aj základy úspešnej technológie a nového priemyselného odvetvia, ktoré doslova zmenilo svet.

Zariadenie na úpravu vzduchu

Traduje sa, že Carrier dostal nápad na riešenie problému s vlhkosťou vzduchu počas čakania na vlak v Pittsburghu, kde pozoroval hmlu a paru v nočnom vzduchu. Výsledkom bolo prelomové zariadenie na úpravu vzduchu (Apparatus for Treating Air) slúžiace na reguláciu vlhkosti i teploty. Jeho vynález využíval nízkotlakový odstredivý systém, ktorý nasával teplý a vlhký vzduch cez filter a následne ho viedol cez výmenníky obsahujúce chladiacu látku, v tom čase išlo o toxický čpavok.

Na trubkách sa voda obsiahnutá vo vzduchu vyzrážala a do interiéru bol smerovaný ochladený a suchý vzduch zbavený vlhkosti. Teplý vzduch cirkulujúci okolo motora chladiča a skondenzovaná voda boli odvádzané do vonkajšieho prostredia. Zariadenie uviedli v brooklynskej tlačiarni do prevádzky v roku 1902.

Hoci Carrier svojím zariadením problém vyriešil, klimatizácia nebola vo svojich počiatkoch komerčným úspechom. Carrier však svojmu vynálezu dôveroval. Jeho predpoklad, že sa jedného dňa uplatní v domácnostiach či v priemyselných podnikoch, sa ukázal ako správny. V roku 1911 predstavil pred Americkou spoločnosťou strojných inžinierov svoje prelomové dielo Racionálne psychrometrické vzorce. Obsahuje rovnice, ktoré tvoria dodnes základ psychrometrického diagramu a výpočtov vzduchotechniky.

Vzostup klimatizácie

Vývoj prvého bezpečného nízkotlakového odstredivého chladiaceho zariadenia využívajúceho netoxické a nehorľavé chladivo bol začiatkom úspešného ťaženia klimatizácie. Carrierov výskum v oblasti odstredivých chladiacich strojov viedol tiež k vývoju nových bezpečnejších chladív, na ktoré získal viacero patentov.

V roku 1915 Carrier spolu s niekoľkými ďalšími inžiniermi založil spoločnosť Carrier Engineering Corporation so základným kapitálom 35 000 dolárov. Vzostup jeho vynálezu umožnil aj filmový priemysel. Vďaka zavedeniu klimatizácie v kinách sa ľudia chodili v letných mesiacoch húfne schladiť na filmové predstavenia.

Dnes klimatizácia zabezpečuje optimálnu teplotu a klímu v budovách, kanceláriách, obchodoch či domácnostiach. Z priemyselného riešenia sa tak postupne stala neoddeliteľná súčasť moderného života.

Klimatizácia v čase klimatickej zmeny

Zavedenie klimatizácie umožnilo život i v oblastiach, ktoré by bez tohto technického riešenia boli prakticky neobývateľné, ako sú napríklad krajiny ako Saudská Arábia, Kuvajt, Dubaj, Omán a mnohé ďalšie. Dlhú tradíciu v používaní klimatizácie majú USA, kde vlastní zariadenie 90 percent domácností. Podobne je na tom aj Japonsko. V krajinách juhovýchodnej Ázie má klimatizáciu okolo 80 percent domácností. Vzhľadom na čoraz častejšie a dlhšie obdobia horúčav rastie dopyt po klimatizáciách tiež v Európe, kde má klimatizáciu približne 23 percent domácností. Celosvetovo sa však bude dopyt zvyšovať, keďže nám klimatizácia umožňuje prežiť obdobie horúčav komfortne.

Aký vplyv má tento trend na životné prostredie? Na výrobu elektrickej energie potrebnej na prevádzku klimatizačných zariadení pripadajú v súčasnosti približne 4 percentá celosvetových emisií skleníkových plynov. Odborníci očakávajú dvoj- až trojnásobný nárast týchto emisií do roku 2050.

Rastúci počet klimatizačných zariadení totiž vedie k výraznému nárastu spotreby elektrickej energie, a to najmä v letných mesiacoch, keď pracujú na plný výkon. Celosvetová spotreba elektriny na klimatizáciu sa od roku 2015 zvýšila o 50 percent a dosiahla približne 2 900 terawatthodín ročne, čiže viac, než predstavuje celková spotreba elektrickej energie v Európskej únii. Podľa Medzinárodnej energetickej agentúry (IEA) by sa využívanie klimatizácií malo do roku 2050 v porovnaní s rokom 2024 viac než strojnásobiť.

Tento trend čoraz viac zaťažuje elektrické siete. Počas vĺn horúčav dosiahlo v roku 2025 celosvetové špičkové zaťaženie spôsobené klimatizáciami približne 1 400 gigawattov, čo zodpovedá celkovému výkonu elektrární v Spojených štátoch. Podľa časopisu Nature tak rastie riziko výpadkov elektrickej energie, a to v čase, keď je chladenie pre ľudí mimoriadne dôležité.

Zdroj: National Inventors Hall of Fame, carrier.com, Welt, williscarrier.com, ČT24, derstandard.de, trend.sk

(zh)